图｜2026年美属萨摩亚科考所拍摄的多金属结核区，水深约5140米，黑色结核散布在泥层上。来源：NOAA Ocean Exploration / USGS

海底采矿这件事，近一两年来突然变得热闹起来。

最近，由清华大学牵头的一支科考队前往西太平洋，在海底发现了一处大型热液矿区。他们发现，这里的金银含量比陆地矿藏高出不少，每吨矿石最多能提取超过15克的黄金。

图｜清华大学牵头的联合科考队在西太平洋采集的热液硫化物矿样。来源：清华大学

这边在勘探矿藏，另一边有人在制造采矿设备。

4月，浙江理工大学参与研发的一套深海采矿系统，在南海进行了海试；6月，东南大学的采矿车也下水测试，计划将人工智能应用于海底采矿作业。

图｜浙江理工大学参与研发的深海采矿系统在南海进行海试，这是官方发布的甲板布置图。来源：浙江理工大学

图｜东南大学研发人员展示至善一号的设备部件，这套系统于6月完成海试。来源：东南大学

国外的情况也是如此。

日本使用的稀土中，有六成依赖从中国进口，一旦受到限制便陷入困境。因此，他们正尝试从海底抽取稀土泥。

美国则更为直接，去年总统签署了行政命令，旨在加速海底采矿进程。

几路人马几乎同时行动，目标指向同一个地点：几千米深的海底。

而那里的资源确实极具吸引力。

中国海洋大学的一位教授曾打过一个比方：有一片深海矿区，面积比山东省还大，海底散落着一颗颗土豆大小的石块，里面含有锰、钴、铜等金属，每颗大约价值一块钱。

谁要是能把这些捞上来，那真是感谢大自然的慷慨馈赠了。

然而，采矿这件事，如果放在山上，我们大概都能想象出画面：找准矿脉，打洞钻进去，把矿石一车车运出来。但换到几千米深的海底，感觉就有些奇怪了，那里漆黑一片，该往哪里挖呢？

所以这里有两个问题：海底的泥层中，究竟埋藏着哪些矿物？那么深的地方，又是如何下去，把它们收集上来的？

这是一段漫长且充满诱惑的“捡币”之旅。

01、海底的泥，包裹着什么矿

海底的矿物大致有四种，从几百米深的海山半山腰，一直延伸到五六千米深的平原上，形成方式各不相同。

最主要的一种，分布在太平洋中部四五千米深的深海平原上，也就是夏威夷和墨西哥之间的那片区域。那里地势平坦，常年覆盖着一层又软又稀的泥，泥面上躺着一颗颗黑乎乎的石头，学名叫多金属结核。它们大多半截埋着、半截露着，小的只有一两厘米，大的可达十几厘米，像刚出土的土豆。

图｜美国地质调查局收藏的锰结核标本。离开海底后，它只是一颗黑乎乎、表面凹凸的石头。来源：USGS

这是一种慢慢形成的结核，有点像珍珠的形成过程。

海底落下一颗鲨鱼牙齿或一片贝壳碎片后，海水和泥中的铁、锰就会围绕它逐渐析出，一层层包裹，最终长成一颗结核，这个过程需要几百万年。

锰、钴、镍、铜就这样被包裹在一起，几乎凑齐了电池所需的半张配料表。

图｜切开的多金属结核，可以看见围绕内核一圈圈长出来的生长层。来源：Ifremer / Wikimedia

往浅处走，海底的山上则是另一番景象。

仅太平洋中，就散落着数万座海山。山坡常年被水流冲刷，泥无法沉积，露出光秃秃的岩石。海水中的金属便在岩石上析出，结成一层黑色的硬壳，像给山坡铺了一层路面，最厚可达二十多厘米，被称为富钴结壳，其中钴含量特别高。

这层壳一百万年只长几毫米，是地球上最慢的自然过程之一。

图｜马绍尔群岛近2000米深处采集到的富钴结壳剖面，图上标注的是几千万年的生长年代。来源：Amy West / USGS / Wikimedia

而生长最快的一种，位于海底冒热水的泉眼附近。这些泉眼多出现在海底板块交界处，岩浆离海底很近的地方：海水顺着裂缝渗下去，被岩浆加热到三四百度，将岩石中的金属溶解出来，再从泉眼喷出。一旦碰到冰冷的海水，金属就会沉积下来，堆成一根根冒黑烟的烟囱，越堆越大，其中含有金、银、铜、锌等。

图｜马里亚纳海域的一座黑烟囱。热液中的矿物遇到冷海水析出，逐渐堆成烟囱；这次科考测得喷出的热液温度约为339℃。来源：NOAA Ocean Exploration, 2016 Deepwater Exploration of the Marianas

还有一种干脆就是泥。日本盯上的稀土泥，位于南鸟岛附近五千多米深的海底。稀土大多积聚在泥中的鱼牙、鱼骨碎渣里，活鱼身上几乎不含稀土，而是这些骨头埋进泥中、慢慢变成化石时，将周围的稀土一点点吸收进去。

图｜2026年，日本“地球号”船上取得的稀土泥样品，瓶里是海水和细泥混合成的矿浆。来源：SIP海洋 / JAMSTEC

真要动手开采，这几类矿的难度相差很大。硬壳牢牢长在岩石上，需要连敲带切，在深海中很难操作；热泉边的矿又松又乱，强行开采容易坍塌。

相比之下，结核就躺在泥面上，所以大家的计划是，先把它捡回来再说。

02、把一台车放到几千米深的海底

要把结核捡上来，人当然下不去，下去的是机器。

这几年机器人到处寻找工作机会，几千米深、人类根本无法到达的海底，算是一块现成的工地。

图｜上海交通大学研制的开拓二号采矿车在科考船甲板上，2024年海试下到了4100多米深的海底。来源：上海交通大学新闻中心

说到下海，很多人首先想到的是压强：四千米深处，压力大约是地面的400倍，对设备的要求高得惊人。

但在真正从事这一行的人看来，压力反而算是容易应对的。耐压、密封的方法，深海装备已经积累了多年经验。真正困难的，是那些在陆地上根本不算事的事情。

车和船之间，只靠一根线缆连接。陆地上的矿车加满油就能跑，而海底这台矿车，所用的电、传回来的画面、船上发出的指令，全都依赖这根线缆。车放下去、收上来，也全靠它吊着。

线缆一旦出问题，车在海底就成了废铁，所以这根线缆是专门制造的，一根里面既走电、又走光纤，还结实到能吊起整台车。

图｜开拓二号吊着缆线入水。车和船之间的电、信号和吊放，全都依赖这根线缆。来源：上海交通大学新闻中心

车下去以后，还得知道它在哪。陆地上打开导航就行，水底下收不到GPS，只能依靠声音：船上和车上各装一套声学设备，声波来回一测，就能算出车的位置。

车落到海底，脚下是一摊稀得像豆腐的软泥。履带能借上的力，全靠泥本身的粘性，被来回一碾，还会越碾越稀。

怎么办呢？一个办法是把履带做宽，将车的重量分散开，就像在雪地里穿雪鞋一样；走哪条路也得提前算好，绕开太软的地方。还有人干脆换个思路，让车靠浮力悬在海底上方，不往泥上踩。

图｜甲板上的Patania II结核集矿原型车，2021年在太平洋结核区做过海试。来源：GSR / DEME Group

车一动，又来了一个麻烦事：看不见。海底本来就黑，全靠车上的灯和摄像头，可履带一碾，扬起的泥就是一大团。有一次在太平洋的结核区做试验，科学家用摄像头盯着拍，泥飘过来几十秒，镜头前一米远的东西就看不清了，像在黑雾里开车。所以车上还得带着声呐、得盯着雷达。

这也是为什么，现在做采矿车的，主要都是科研团队，因为他们面对的是一系列此前可能没人需要面对的工程问题。

03、海底采矿，就像吸奶茶

把矿从海底弄上来，是整件事里最有意思的部分。主流办法是用管子往上抽，过程跟喝珍珠奶茶差不多：结核是沉在杯底的珍珠，海面上停一条采矿船，往杯底插一根吸管，把珍珠吸上来。

道理就这么简单，问题是这杯奶茶有几千米深，这又需要一系列工程方式来解决深度问题。

首先，你需要一个庞大的设备体系。

按商业开采的规模估算，海面上得停一条两百六十多米长的采矿船，差不多两个半足球场那么大；船底垂下一根跟海差不多深的钢管，光管子本身可能上千吨重；下头吊着一个中转仓，悬在海底上方的水里；中转仓再拖一段软管，连着海底一台两百多吨的大采矿车，矿就从这段软管往上送。

图｜结核采矿作业示意：海底集矿车、提升立管和海面采矿船连成一套；另一根排水管把船上分出的泥水送回深处。来源：Muñoz-Royo等 / Communications Earth & Environment（2021）

图｜Allseas的Hidden Gem，由钻井船改装的结核试采船，2022年参与过太平洋的海底集矿和提升试验。来源：Allseas

矿就顺着这一整套系统往上走。一平方米海底只有几公斤到几十公斤结核，车得来回跑着捡：车头贴着海底喷出一股水流，把结核从泥里托起来，吸进车肚子，泥水当场从车屁股后面排掉。

结核大的有十几厘米，直接往管子里送会堵，得先在车上打碎，碎到比核桃大不了多少，再和海水搅成矿浆，顺着软管送进中转仓，攒一攒，再匀着劲送进钢管。

进了钢管，就得一口气往上走几千米。矿比水重，水流一慢，矿就往下掉，所以管里的水往上冲的速度，得是矿往下沉的好几倍；到了船上，先把水分掉，结核攒上一个星期左右，再倒给运输船，运回几千公里外的港口。

图｜2022年试采中，从约4300米深的海底提升到Hidden Gem船上的结核，正经过输送带。来源：Allseas

这一路拆开看，捡、碎、送、抽，每一环单拎出来，都不算解决不了的难题，试验里也都接通过。可整套东西串在一起，就是一个极复杂的工程。

试验是下去几天、捞几千吨；真开矿，车得在海底一连干上几个月，一年捞几百万吨，管子、泵、船都得跟着放大，最后还得算得过成本。这也是为什么这个行业，其实才刚起步。

04、一场海底的圈地

说起来，人类知道海底有这些东西，是上上个世纪的事。

19世纪，英国一艘科考船环球航行，从深海里捞上来不少结核；真正开始琢磨怎么挖，要到上世纪60年代。70年代，已经有西方公司试着从五千多米深的海底往上捞，可后来金属价格一直低迷，挖上来也不划算，这一波就歇菜了。

《联合国海洋法公约》把各国管辖范围之外的海底及其资源，定为全人类共同继承的财产，交给国际海底管理局来管。谁想去，得先跟它签勘探合同，圈下一块矿区，摸清家底，将来有优先开采权。到现在，管理局已经发出31份勘探合同，圈下的海底面积加起来比两个四川省还大，中国拿了5份，是全世界最多的。

可开采的具体规矩，到现在还没定下来，管理局一张商业开采许可也没发过。地先圈出去一大片，怎么挖还没说法，很像大航海时代的圈地。

比如有个让人头疼的事：环保。

车开过去扬起的泥，大多十几个小时就能落回去，可它会不会伤到海底别的东西，挖过的地方多久能缓过来，都得一点点评估清楚。拿得出让管理局点头的环评报告，才能动手。

图｜马里亚纳热泉烟囱上聚着虾、蟹、螺和鳞虫，这里既长矿，也是深海动物的家。来源：NOAA Ocean Exploration, 2016 Deepwater Exploration of the Marianas

图｜1979年一次试采区的海底照片：a是未受扰动的对照区，b摄于1979年，其余摄于2023年；c、d里44年前的车辙还认得出来，e、f、g是搬回来的部分生物。各面板地点和比例不同。来源：Jones等 / Nature（2025）

美国人干脆不等了，搬出的是四十多年前的一部老法律，允许本国公司去公海采矿。一家在美国上市的公司已经开始申请，急着上路、想着挖矿致富了。

不过就像几乎所有前沿领域一样，技术竞争总是先于法规开始往前推进。中国好几所大学在海里试车，日本准备明年再下去，挖得更久；那家在美国上市的公司，也打算明年开始调试它的商用采矿系统。

小时候玩黄金矿工，钩子一甩，金块就上来了。现实版这一局，人类光琢磨怎么甩钩，就琢磨了半个多世纪，接下来这两三年，大概就要见真章了。

本文来自微信公众号“酷玩实验室”，作者：酷玩实验室，36氪经授权发布。开云登录入口作为行业观察者，将持续关注这一领域的技术进展。